任務(wù)1-9光纖激光打標(biāo)機(jī)

1、激光加工設(shè)備教學(xué)單元設(shè)計(jì)項(xiàng)目 1 激光打標(biāo)設(shè)備 任務(wù) 9 光纖激光打標(biāo)機(jī)授課 班級(jí)上課時(shí)間年 月 日 第 節(jié)上課 地點(diǎn)所用 課時(shí)2教學(xué) 目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)了解光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成， 培養(yǎng)愛崗敬業(yè) 的奉獻(xiàn)精神。光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成，光纖激光器應(yīng)用于激光標(biāo) 刻的優(yōu)勢(shì)， 光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用， 激光打標(biāo)機(jī) 的發(fā)展。重點(diǎn) 難點(diǎn) 及解決 方法重點(diǎn)：光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成 難點(diǎn)：光纖激光打標(biāo)機(jī)的工作原理 解決方法： 1、通過實(shí)物觀摩光纖激光器的結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)學(xué)生的直觀印象，為解決本課的教學(xué)重點(diǎn)打好基礎(chǔ)。 2、通過 PPT演示與現(xiàn)場(chǎng)觀看實(shí)物和體會(huì)，突破本課的難點(diǎn)。參考 資料王中林 . 激光加工設(shè)備與工

2、藝 M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2011.鄭啟光 . 激光加工工藝與設(shè)備 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2010.王秀軍 . 激光加工實(shí)訓(xùn)技能指導(dǎo)（下冊(cè)） M. 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2014教學(xué) 設(shè)計(jì) 基本 框架第一部分：組織教學(xué)和復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容 （時(shí)間： 分鐘） 提問：1. 列舉 CO2 激光打標(biāo)機(jī)常見故障及解決辦法。2. 操作 CO2 激光打標(biāo)機(jī)注意事項(xiàng)。 第二部分：學(xué)習(xí)新內(nèi)容 【步驟一】 說明主要教學(xué)內(nèi)容、目的 （時(shí)間： 分鐘） 了解光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成， 光纖激光器應(yīng)用于激光標(biāo)刻的優(yōu)勢(shì)， 光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用， 激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展?！静襟E二】 新知識(shí)的引入 （時(shí)間：

3、分鐘） 光纖作為現(xiàn)代光傳輸?shù)闹饕牧?，已?jīng)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，在激光器中同樣如此。光 纖激光器是一種特殊的激光器，他的結(jié)構(gòu)相比較傳統(tǒng)激光器有明顯不同，同時(shí)諧振腔結(jié)構(gòu)尤為特 殊。【步驟三】新知識(shí)學(xué)習(xí) （時(shí)間： 分鐘）知識(shí)點(diǎn)一：光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成光纖激光標(biāo)刻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。方框 a 內(nèi)是光纖激光器，是激光標(biāo)刻系統(tǒng)的核 心，它采用多個(gè)小功率風(fēng)冷激光二極管作為泵浦源，通過多分枝耦合進(jìn)單根激光光纖，以摻稀土 元素（ Nd，Yb 或者 Er ）光纖作為激光介質(zhì)，以反射鏡，光纖光柵作為諧振腔，可脈沖和連續(xù)運(yùn) 轉(zhuǎn)。新型光纖激光器具有單模輸出，散熱特性好，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，特別適合高精度

4、的 激光標(biāo)刻工業(yè)。工作物質(zhì) - 雙包層特種光纖，光光轉(zhuǎn)換效率 80%，多點(diǎn)泵浦功率大，熱效應(yīng)小。典型的 10-100KHz 高重復(fù)率工作， 10W-20W平均功率輸出的 光纖激光器成品的體積僅有 22 2510cm,而且沒有水冷系統(tǒng)，體 積大為縮小。 因?yàn)榧す舛O管是低電壓工作， 光纖激光器的電光效 率高達(dá) 70，驅(qū)動(dòng)電源的大小與燈泵 Nd-YAG激光器相比是微不足 道的。b 是激光二級(jí)光驅(qū)動(dòng)電源。 c 光纖激光器控制器， 用于控制光 纖激光器的工作狀態(tài)， 同時(shí)， 打標(biāo)機(jī)的控制微機(jī)通過它控制激光輸出。d 為振鏡系統(tǒng) , 是光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的重要部件，激光通過振鏡的運(yùn)動(dòng)，在需打標(biāo)的部件上走出特定

5、的軌跡。 激光束通過它聚焦到工件表面。e 是 f-q 鏡，d振 鏡工光纖激光打標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖在振鏡系統(tǒng)工作流程中。 （請(qǐng)閱讀教材）情景展示】 播放光纖激光器的結(jié)構(gòu)組成思考與提問】 1、光纖激光標(biāo)刻系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有哪些？2 、請(qǐng)閱讀課本，說明振鏡系統(tǒng)的工作原理。3 、軟件控制系統(tǒng)的作用是什么？知識(shí)點(diǎn)二：光纖激光器應(yīng)用于激光標(biāo)刻的優(yōu)勢(shì)1 、光束質(zhì)量好，接近衍射極限。 TEM00基橫模輸出， M2 接近 1，光束發(fā)散角為 0.24mrad ；2 、脈沖重復(fù)頻率高，輸出功率穩(wěn)定，單脈沖能量波動(dòng)小于1，從而可實(shí)現(xiàn)高速激光標(biāo)刻，還可精確控制光斑的大小，深度，形狀；3 、高效率，插頭效率高達(dá) 20 ，電光轉(zhuǎn)

6、換效率可達(dá) 70；4 、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可在高震動(dòng)，高濕度的環(huán)境下連續(xù)正常工作。5 、無水冷裝置，體積小，效率高，可靠性高，長(zhǎng)時(shí)間免維修，節(jié)約使用成本?！舅伎寂c提問】 光纖激光器應(yīng)用于激光標(biāo)刻的優(yōu)勢(shì)知識(shí)點(diǎn)三：光纖激光打標(biāo)系統(tǒng)的應(yīng)用1) 在金屬材料上的標(biāo)刻，光纖激光打標(biāo)機(jī)可以在很多金屬樣品上刻畫出清晰的痕跡，特別是在一 些經(jīng)過表面處理的金屬樣品上，比如染黑，染色，表面電鍍等，特別適合在這些樣品上做精密標(biāo) 刻。2) 有機(jī)聚合物 , 皮革及塑料制品上的標(biāo)刻，主要應(yīng)用于一些電子元件。3) 金屬及有機(jī)聚合物薄片上的精密加工， 光纖激光打標(biāo)機(jī)可以在這些材料上加工出一些尺寸微小 的復(fù)雜圖案，這是普通加工機(jī)床無法達(dá)到的。光纖激光器可以在 0.1 毫米厚鉭箔上制作的特殊軟 邊光欄，其邊緣刻制的花樣可以任意設(shè)置，最小孔徑達(dá)到4 毫米以下。還可以在聚烯亞胺薄膜刻的 0.2 毫米直徑的小孔列陣，小孔的分布也可以任意設(shè)置。知識(shí)點(diǎn)四：激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展【 要求 】閱讀教材本任務(wù)相應(yīng)的內(nèi)容，并能回答下列問題：1、激光打標(biāo)機(jī)種類有哪些？2、其應(yīng)用主要表現(xiàn)在哪些方面？3、激光打標(biāo)機(jī)簡(jiǎn)述激光打標(biāo)機(jī)的發(fā)展過程?！緦W(xué)生回答與教師小結(jié)】【步驟四】總結(jié) (時(shí)間： 分鐘) 光纖激光打標(biāo)機(jī)相